La sequía es una limitación importante para la productividad y el rendimiento de cannabinoides, sin embargo, los mecanismos fisiológicos subyacentes a la variación genotípica en las respuestas a la sequía siguen siendo poco comprendidos. Hipotetizamos que (i) los genotipos más vigorosos sostendrían tasas fotosintéticas más altas, (ii) la sequía limitaría la fotosíntesis a través de limitaciones difusionales y no difusionales, y (iii) los déficits de agua alterarían la producción de cannabinoides de manera dependiente del genotipo. Para probar estas hipótesis, se cultivaron dos genotipos contrastantes (uno dominante en tetrahidrocannabinol (THC) y otro dominante en cannabidiol (CBD)) bajo condiciones de invernadero, con un déficit de agua impuesto al inicio de la floración. El déficit de agua no indujo ajustes osmóticos ni elásticos en ninguno de los genotipos. Aunque las plantas de CBD acumularon más biomasa, no mostraron tasas fotosintéticas más altas en condiciones de riego adecuado. Bajo sequía, las plantas de THC dependieron principalmente de la regulación estomática, mientras que las plantas de CBD mostraron deterioros no estomáticos adicionales, lo que resultó en caídas más pronunciadas en la fotosíntesis. A pesar de los ajustes fotoprotectores contrastantes, ambos genotipos convergieron en un daño oxidativo similar, lo que sugiere que la fotoprotección no fue decisiva para su divergencia fisiológica. A nivel agronómico, las plantas de THC mantuvieron un índice de cosecha más alto bajo sequía, mayores concentraciones basales de cannabinoides y biomasa de inflorescencia con mayor valor energético. En las plantas de CBD, las reducciones inducidas por la sequía en el contenido de cannabinoides y el índice de cosecha reflejaron en gran medida un mayor deterioro fotosintético y un uso de carbono menos eficiente. En general, la resiliencia a la sequía impuesta al inicio de la floración parece depender menos de la estabilidad hidráulica y más de mantener el rendimiento fotosintético, el metabolismo secundario y una partición eficiente de la biomasa. Estos rasgos representan objetivos clave para la cría de genotipos mejor adaptados al cultivo bajo una disponibilidad de agua cada vez más variable.